在Windows下Linux内核的学习调试

其实，这边文章在我的linux的repo里面已经介绍了，此处着重进行归纳和整理。

本文重点

Windows下虚拟机的嵌套
内核编译和ramfs镜像的制作
Qemu使用特定内核启动

1. Windows下面VMware虚拟机嵌套KVM虚拟机

像我之前用Gentoo，然后搭建个KVM的虚拟机，编译启动内核是十分方便的。但是碍于现在在Windows环境工作的原因，使用Gentoo作为桌面系统，还是有些不方便的。
此外还有的一个原因，是感觉自己过了那种折腾的年龄了。往昔那种优化美化Linux桌面，寻求各种方式替代Windows的应用软件，对我已经没有任何的吸引力了。（我已老矣）
在Windows下，至少需要一个Host来交叉编译内核，然后再找个Host启动跟踪这个内核，在一台机器上面如果用虚拟机，势必涉及到虚拟机的嵌套（因为如果开两个虚拟机，我还不知道调试的虚拟机怎么指定内核来启动，除非你将新内核拷贝到测试机覆盖文件系统上的内核，显然很麻烦！！！）Qemu+KVM就是这帮搞Linux的维护开发的，看看Qemu的启动参数就能吓尿你，所以用这家伙学内核乃是正道。
默认的VMware是不支持这种嵌套虚拟化的，需要修改虚拟机的配置文件。我用的VMware Workstation 9，测试添加这些内容可行

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apic.xapic.enabled = "FALSE"    
vcpu.hotadd = "FALSE"  
hypervisor.cpuid.v0 = "FALSE"

然后在VMware里面安装你的Guest（将来也是Host）的系统吧！（我用的地沟油，贱兔太浪费时间和精力了）
然后用qemu或者virt-manager再建立一个真正的Guest系统，我同样使用的Fedora。怎么用qemu或者virt-manager装系统，我不想说，你可以去参考archlinux或者gentoo的wiki。

2. 产生内核和initrd文件

2.1 配置和编译内核

内核我直接Fork的Linus的内核，所以是最upstream的。我想做代码的学习和注解工程有兴趣的可以联系我一块学习讨论。
配置编译内核就是

1 2	make menuconfig make

两步曲，宇宙人都知道，不再细描。缺的第三步我要在下面说！

2.2 产生initrd文件

如果你直接make install，内核会被装到你系统的/boot分区去，在内核的Makefile文件中写道

# INSTALL_PATH specifies where to place the updated kernel and system map
# images. Default is /boot, but you can set it to other values

# INSTALL_DTBS_PATH specifies a prefix for relocations required by build roots.
# Like INSTALL_MOD_PATH, it isn’t defined in the Makefile, but can be passed as
# an argument if needed. Otherwise it defaults to the kernel install path
就是说这两个变量可以指定你的安装目录，英语烂的自行机器翻译去吧。

好，下面动手：

  linux git:(master) mkdir ../INSTALL_PATH
  linux git:(master) make INSTALL_PATH=../INSTALL_PATH install
sh ./arch/x86/boot/install.sh 4.2.0-rc7+ arch/x86/boot/bzImage \
        System.map "../INSTALL_PATH"
  linux git:(master) make INSTALL_MOD_PATH=../INSTALL_PATH modules_install
  linux git:(master) cd ../INSTALL_PATH
  INSTALL_PATH ls
config-4.2.0-rc7+      lib                        vmlinuz-4.2.0-rc7+
System.map-4.2.0-rc7+

对于指定了安装目录，那么不用root权限也可以安装的。能不用root权限就不要用，以防对Host主机造成破坏。此外，在地沟油下面会出现

ln: failed to create symbolic link ‘/boot/System.map’: Permission denied
ln: failed to create symbolic link ‘/boot/vmlinuz’: Permission denied
ln: failed to create symbolic link ‘/boot/System.map’: Permission denied

这样的警告，忽视之。
对比/boot目录，我们发现少了initramfs文件，这个文件的作用不用说了，没有他多半系统起不来。在Gentoo中是genkernel工具可以自动生成的，在地沟油中，用dracut就可以生成（Gentoo中也可以安装使用dracut的）

1	INSTALL_PATH sudo dracut -f -v -k './lib/modules/4.2.0-rc7+' initramfs.img 4.2.0-rc7+

如果你对initramfs里面有哪些东东感兴趣，可以使用

1	lsinitrd initramfs.img

这个命令查看的。

3. 用制定的内核启动嵌套的虚拟机

上面的准备工作准备好了，就可以用上面出炉的内核以及initrd启动系统了。
这里啰嗦一句，可能人家对Qemu、KVM有点混乱，这么说吧，Qemu本身是一个天才所作的完整的虚拟机方案，可以虚拟很多种架构，而KVM是底层内核对虚拟化的支持，直接用Qemu也可以建虚拟机，只是速度龟慢，而Qemu+KVM用到内核虚拟化的支持，可以大大提高虚拟机的性能，这时候Qemu就是一个掌管虚拟机的工具了。
qemu的启动参数很多，下面直接贴出命令出来了，相信都不难理解，这个吧虚拟机的串口输出导出成一个服务端，用网络的方式可以在Host另外一个终端接收
启动分为两个类别

3.1 使用Xmanager启动图形界面

安装Xmanager后，打开Xmanager - Passive，同时设置DISPLAY环境变量（IP地址就是VNET8的地址，0.0查看Xmanager系统托盘的显示结果，有时候可能是0.1或者其他的）：

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  INSTALL_PATH  export DISPLAY=192.168.200.1:0.0
  INSTALL_PATH  qemu-system-x86_64 -enable-kvm -cpu host -smp 2,sockets=1 -m 512M -drive file=/home/user/Machines/Fedora.img,if=virtio,cache=writethrough   -serial telnet:127.0.0.1:4444,server -kernel ~/GitHub/INSTALL_PATH/vmlinuz-4.2.0-rc7+ -initrd ~/GitHub/INSTALL_PATH/initramfs.img -append "root=/dev/vda1 init=/usr/lib/systemd/systemd console=uart8250,io,0x3f8 debug ignore_loglevel"

然后打印出

1	QEMU waiting for connection on: disconnected:telnet:127.0.0.1:4444,server

此时在另外一个终端执行

1	INSTALL_PATH telnet 127.0.0.1 4444

3.2 Headless启动方法

如果没有图形界面，就不需要Xmanager和DISPLAY了，直接在qemu的启动参数添加 –nographic参数就可以了。

4. 运行效果图

系统启动界面

系统登陆界面

本文完！

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